基于自适应非局部均值的SAR图像相干斑抑制

针对在利用非局部均值方法对合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像降斑时,存在的图像块相似性度量不准确、鲁棒性不高等问题,提出了一种基于自适应非局部均值的SAR图像相干斑抑制方法。首先,定义平滑度以刻画图像不同区域的纹理复杂程度,并设计自适应匹配函数,自适应地确定图像块和搜索窗口的大小,以提高块相似性度量的准确性,并在此基础上提出了自适应非局部均值算法框架。然后,利用Gabor滤波器对图像块的相似性进行度量,以增强块相似性度量的鲁棒性,并以所提框架为依据,设计了基于Gabor滤波器的自适应非局部均值算法。实验结果表明,所提算法不仅能够有效去除相干斑噪声,而且较好地保持了图像的纹理、边缘、点目标等信息,为后期SAR图像的理解与解译奠定了良好的基础。     

基于自适应分数阶微积分的图像去噪与增强算法

针对传统的图像去噪算法容易忽视图像纹理细节的问题,首先提出一种全局自适应分数阶积分去噪算法。该算法可以在去除图像噪声的同时,对图像的纹理进行一定的保留。其次在全局自适应分数阶算法的基础上,针对一类低强度椒盐噪声提出另一种基于小概率策略的自适应分数阶微积分图像去噪与增强算法,该算法将图像中噪声点的出现视为小概率事件并进行分割,然后再采用自适应分数阶积分对噪声点进行处理的同时,采用自适应分数阶微分对图像的纹理进行增强和保留。实验结果表明,两种方法都可以达到较好的去噪效果,其中基于小概率策略的自适应分数阶算法在去噪的同时更具有增强图像的边缘的效果。     

基于混合非线性偏微分方程扩散的可逆图像放大

综合应用冲激滤波器、改进的前向后向(forward and backward,FAB)扩散滤波器和全变差(total-variation,TV)扩散算法,提出一种双正交映射约束的混合偏微分方程扩散图像放大算法。改进的FAB滤波器能够很好地增强图像的小边缘,参数约束的冲激滤波器可增强图像的强边缘,基于水平集方法实现的TV扩散可以消除边缘的锯齿波,使边缘光滑,所提算法综合以上优点。利用退化模型的低通滤波器的双正交滤波器得到一个空域双正交映射,放大图像完全满足退化模型,使放大图像对于退化模型可逆。仿真实验表明,与其他算法相比,所提算法有较好的性能,得到的放大图像更加自然,在弱边缘和中等强度边缘都有更好的视觉效果。     

基于Mean Shift 的光晕抑制算法

针对SSR 算法在图像高对比度边缘处产生光晕现象，在研究光晕现象的基础上，提出了一种基于均值偏移（Mean Shift，MS）的自适应滤波光照估计算法。该算法根据初次MS 算法平滑原图像得到的先验知识，自适应地改变滤波器的形状，从而达到抑制光晕的目的。实验表明该算法不仅压缩了图像的动态范围，而且运算速度较快，抑制光晕效果较好。     

区域自适应中值滤波器

传统的基于噪声检测的中值滤波算法，对于检测出的噪声点往往采用相同的滤波处理方法，而忽视了噪声点自身特性的差异，限制了其滤波性能的进一步提高。针对这一问题，提出了一种区域自适应中值滤波器，算法在噪声检测的基础上，应用改进的区域判别方法实现对噪声点所属区域的判别，进而根据其所属区域的不同有针对性的选取滤波处理方法．仿真研究表明，该滤波器算法在有效抑制噪声的同时，获得了更强的边缘细节保护能力，较之传统方法具有更为出色的滤波性能。     

一种使用显著封闭边界的图像检索算法

在分析了基于边缘的图像检索方法的缺点后,提出了一种基于显著封闭边界的图像检索新算法。它使用基于图论方法的边缘比算法,从噪声图像中获取图像的显著封闭边界,然后以显著封闭边界来代表图像,每条显著封闭边界由边缘角度直方图来刻画,并以此特征进行图像间的相似性度量。由于图像的显著封闭边界代表了图像的显著结构,减少了短小边缘的噪声影响,故对图像检索十分有效。实验结果表明,本算法具有较高的检索准确率。     

基于可操纵小波的多方向图像边缘检测

根据可操纵小波多分辨率分析的原理,将小波多分辨率分析与方向微分算子相结合,设计实现了基于二维多方向微分的小波滤波器组,提出了分辨率及方向均可调节的图像边缘检测方法。该方法具有计算效率高、抗带间混叠及多方向选择等特点。通过仿真试验并将其与canny算法和传统的B样条小波边缘检测算法进行比较,验证了该方法的有效性和优越性。     

视频监视中运动目标的检测与跟踪算法

提出一种视频监视中运动目标的精确检测、提取以及跟踪算法。该算法采用基于自适应背景图像估计与当前多帧图像的混合差实现快速精确地检测和提取目标 ,使用扩展的Kalman滤波器预测运动目标下一时刻可能处于的区域 ,缩小了目标跟踪时的搜索范围。充分利用运动目标检测的结果 ,提高了目标的匹配效率及跟踪速度。     

基于运动信息和相位一致性的运动目标提取

提出一种新的时空结合的运动目标分割方法。该算法首先在累积帧差图像上使用改进的高阶统计(HOS)算法检测出运动区域,用最大连通区域表示初始运动目标模板,利用基于Log-Gabor复小波变换的相位一致性边缘检测算法提取出每一帧的单边缘信息,结合初始运动模板与空域边缘图像得到更精确的运动目标模板,最后结合原图像分割出运动对象。实验结果表明该算法能从对比度较小和噪声较大的视频序列中精确地提取出运动目标,且不受光照变化的影响。     

基于局部PCA的参数约束Hough直线分层检测

针对经典Hough变换进行直线检测存在计算量和存储量大的问题,提出了基于局部PCA统计分析的分层Hough参数约束直线检测思路。首先对边缘图像进行局部PCA分析,得到边缘的主方向分布信息;然后利用自适应模糊映射统计出图像空间的方向直方图分布信息和约束直线的θ参数空间;最后通过构建局部参数空间的累积矩阵,检测出存在的直线,同时更新原来图像空间,不断重复直线检测过程,直到检测出规定的所有直线。实验表明,该算法计算、存储消耗减少,检测稳定性高。     

基于Top-hat变换的PM模型弱小目标检测

为了实现红外复杂背景下弱点目标的有效检测,提出了形态学Top-hat变换和改进的非线性扩散(以Perona-Malik (PM)的研究为基础)模型相结合的滤波算法,用于增强红外弱小目标信号、抑制复杂背景和噪声。该方法首先利用形态学滤波中的Top-hat算子对图像进行目标增强,然后对形态学滤波后的图像采用改进的PM滤波器进行进一步滤波达到抑制背景突出目标的目的,最终通过阈值分割实现弱小目标的检测。对比实验结果表明,该算法能够在低信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)下实现红外弱小目标图像的背景及边缘有效抑制、使图像的信噪比提高20%,检测能力在原有算法上提高了40%。     

基于边缘轮廓上多尺度自相关矩阵的角点检测算法

为了减少边缘轮廓上微小变化和边缘噪声对检测结果的影响,提高检测准确率,提出了一种利用边缘轮廓上多尺度自相关矩阵的角点检测算法。该算法首先利用边缘检测器提取图像的轮廓,同时利用不同尺度的高斯核函数平滑图像,对于轮廓曲线上的每一个像素,利用微分算子获得不同尺度下灰度变化信息来构建自相关矩阵;最后将不同尺度下自相关矩阵的归一化特征值的乘积作为新的角点测度。如果该角点测度值既大于预设阈值,又是局部窗口内的极大值,就判定是角点。仿真结果证实所提算法可以更准确地检测图像中的角点且具有更低的错检概率。     

基于SNIC的双时相SAR图像超像素协同分割算法

针对面向区域的合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像变化检测方法中存在的双时相图像边缘和空间对应关系不一致的问题, 提出了一种基于简单非迭代聚类(simple non-iterative clustering, SNIC)的双时相SAR图像超像素协同分割算法。首先, 构造一幅包含双时相SAR图像特征的融合图像, 计算待处理像素点到聚类中心的像素强度相似度和空间距离相似度。其次, 采用一种高效的多尺度弱边缘检测算法, 对双时相SAR图像分别进行边缘检测并融合边缘检测结果。最后, 将像素强度相似度、空间距离相似度和边缘信息进行加权以替代原始SNIC算法中的距离测度, 实现对SAR融合图像的超像素分割, 得到与双时相SAR图像中真实地物边缘均贴合的协同分割结果。基于一组仿真和一组实测双时相SAR图像的超像素协同分割实验结果表明, 该算法的边缘贴合率、欠分割误差和可达分割准确率均优于其他7种经典方法。     

基于VB近似的自适应δ-GLMB滤波算法

目前,基于δ-扩展标签多伯努利(δ-generalized labeled multi-Bernoulli, δ-GLMB)滤波器的多目标跟踪方法假设量测噪声协方差先验已知,而实际中量测噪声协方差可能是未知或随着环境改变而变化。针对上述问题,提出一种基于变分贝叶斯(variational Bayesian, VB)近似的自适应δ-GLMB滤波算法。该算法以δ-GLMB滤波器为基础,利用逆威沙特和高斯乘积混合分布近似量测噪声协方差和多目标状态联合后验分布,通过VB近似技术推导滤波迭代。仿真结果表明,所提算法对于线性未知量测噪声协方差场景具有很强的多目标跟踪鲁棒性,在有效估计量测噪声协方差的同时实现准确的目标数和目标状态估计。     

一种强跟踪自适应状态估计器及其仿真研究

分析了强跟踪滤波器中新息方差近似计算方法的不足,提出了一种基于衰减记忆思想来近似计算新息方差的改进强跟踪滤波器。然后,对于过程噪声水平未知的目标状态估计问题,在Sage-Husa过程噪声水平自适应估计算法的基础上,一旦通过基于新息的滤波器发散判据检测到可能出现的发散现象,提出用改进的强跟踪滤波器进行抑制,极大地提高了滤波算法的鲁棒性。对三种典型的目标机动形式进行的Monte-Carlo仿真结果进一步验证了新提出算法的有效性。     

基于ROEWA算子局部活动轮廓的SAR图像分割算法

针对经典可变区域拟合(region scalable fitting,RSF)模型无法分割合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)图像的问题,提出了一种基于指数加权均值比(ratio of exponentially weighted averages, ROEWA)算子的改进RSF局部活动轮廓模型。算法首先以SAR图像目标边缘的ROEWA算子的负指数函数为边缘指示函数,对区域可伸缩能量项和弧长项进行加权,消除了原模型中梯度算子对于乘性相干斑满布的SAR图像边缘检测失效的弊端,还防止了目标弱边界的泄漏,避免了边界缺失;其次在零水平集演化的偏微分方程中加入权系数可变的面积项,提升了算法在目标边缘处的自适应捕获能力,同时也提高了算法对目标多层轮廓的检测能力,并且最大化地保留了目标的外轮廓;面积项的可变权系数可根据目标的ROEWA算子的模值来自动调整大小,很好地保持了目标的边缘细节。改进算法不受初始轮廓的影响,对相干斑噪声不敏感,且实验证明算法的计算复杂度仅与图像的尺寸有关。通过对合成与真实的SAR图像数据进行实验,验证了所提方法的直观性和有效性。     

LFM信号基于自适应预白化处理的GLRT检测器

针对有色混响噪声背景下线性调频(LFM)信号的检测,提出了基于自适应预白化处理的广义似然比检测GLRT(generalized likelihood ratio test)改进算法。改进算法根据前一段的混响噪声数据估计AR模型参数,利用估计参数构成的白化器对当前段混响噪声数据进行滤波,并对滤波后数据进行单变量的GLRT检测。与双变量的GLRT算法相比,改进算法有效降低了运算量。最后通过蒙特卡罗仿真给出了改进算法的检测性能分析。     

基于改进小波变换的海上目标检测

为提高弹道导弹打击舰船的命中精度，研究分析弹载合成孔径雷达的海上目标检测具有重大意义。针对基于传统小波变换的检测算法在相干噪声下难以快速实现目标检测的问题，提出基于改进小波变换的检测模型。首先，利用方向可调的小波函数改进传统小波变换，在提高检测精度的情况下，可避免进行非极大值抑制；其次，重点针对方向小波变换运算复杂的问题，从算法原理和实际应用两方面着手，分别构造可变方向角和掩模矩阵，减少了运算量；然后，在此基础上利用高低帽滤波和闭运算的组合处理，增强边缘区分度，即可通过二值化处理完成目标检测；最后，以舰船的目标检测为例，从检测精度和运算时间两方面验证改进模型的有效性。